مواد انتی فوم چیست وچه کارای دارد

شرکت کاریزان شیمی مفتخر است که درباره مواد انتی فوم توضیحاتی را بیان کند يكي از مشكلات واحدهاي شيرين سازي گاز طبيعي، ايجاد پديده كف مي باشد كه براي كنترل آن از ضد كف استفاده مي گردد. به طور كلي ضد كف هايي كه در پالايشگاه هاي گاز مورد استفاده قرار مي گيرند، از پايه هاي سيليكوني و الكلي تشكيل شده اند
ترکیبــات اســیدی و مشــکلات ایجــاد شــده در اثــر حضــور ایــن ترکیبــات، پالایــش گاز را ضــروری می کنــد. کف زایــی یکــی از متداولتریــن مشــکلات در بــرج جـذب اسـت کـه باعـث افزایـش مصـرف آمیـن، اختـاف فشـار در بـالا و پاییـن بـرج و در نهایـت کاهـش راندمـان می شد. اهمیــت موضــوع کنتــرل کــف بــا توجــه بــه مصــرف ســالانه حــدود ۷۰ تــن ضدکــف در پالایشــگاه های کشــور بیــش از پیــش نمایــان اســت. از مهمتریــن مــوارد كف زايــي در محلــول آمیــن میتــوان بــه حضــور ذرات معلــق جامــد، هیدروکربن هــای مایــع، مـواد حاصـل از تجزیـه آمیـن، پاییـن بـودن دمـای آمیـن و دمـای گاز ورودی بـه بـرج و هـر مـاده خارجـي كـه وارد محلــول آميــن شــود از قبيــل گريــس اشــاره کــرد. فیلتراســیون در واحــد شیرین ســازی، کاهــش گرفتگــی در مبدل هــا و جلوگیــری از ورود آلودگی هــای هیدروکربنــی بــه داخــل محلــول آمیــن کاهــش کف زایــی را بــه دنبــال دارد. مــا ایــن اقدامــات بـه انـدازه اسـتفاده از ضـد کـف موثـر نیسـتند. کـف از حباب هایــی از جنــس مایــع کــه مولکول هــای گاز را در بـر می گیرنـد، تشـکیل شـده اسـت. سـطوح جداکننـده محفظــه حباب هــای مجــاور بــه دلیــل نــازک بــودن، هــدف مــواد ضدکــف میباشــند. عملکــرد ضدکــف بـه خـواص شـیمیایی محلـول، عوامـل فعـال سـطحی و شــرایط عملیاتــی بســتگی دارد. ضدکف هــا را میتــوان بــه ســه دســته روغن هــای غیرقطبــی (مــواد معدنــی و ســيليکون ها)، روغن هــای قطبــی (الکل هــا و اســيدهای چــرب، الکیل آمین هــا، الکیل آمیدهــا و …) و ذرات جامــد ناســازگار بــا آب تقســیم کــرد. ضدکف هــای ســیلیکونی پلیمرهایــی بــا اتصــالات ســیلیکون (عمدتــا پلــی دی متیل سیلوکســان) اســت. ســیلیکون ترکیبــی آبگریــز اســت کــه بــرای اســتفاده به عنــوان ضدکــف در ســیالات غیرآبــی نظیــر نفــت مناســب اســت. در ضدکف هایــی بــا پایــه الــکل از مقادیــر بــالای الــکل به منظــور کنتــرل کــف در ســیالات آبــی اســتفاده شــده اسـت. ترکیــب بــا پلی پروپیلن گلیکــول عملکـرد آنهـا در محلول هـای آمیـن را بهبـود داده اسـت.
ضدکف هایـی بـا پایـه سـلیکونی انتخاب هـای بسـیار مناسـبی بـرای کنتـرل کـف در واحدهــای آمیــن می باشــند. در مقایســه بــا نمونه هــای مشــابه می تــوان از مقادیــر کمتــر ایــن ضدکف هــا در واحدهــای آمیــن اســتفاده کــرد. از بیــن بــردن ســریع کــف، مقاومــت و دوام بــالا، مقاومــت گرمایــی مناســب و بهره بــرداری آســان از جملــه مزایــای ایــن ضدکف هــا می باشــند. شــرکت های ســازنده بــه نــدرت جزييــات و نحــوه عملکــرد ضدکــف را منتشــر می کننــد و معمـولا در بيشـتر مـوارد از سـعی و خطـا بـرای تعییـن ضـد کـف مناسـب بـا شـرایط موجـود اسـتفاده می شـود. توصیه هایــی بــرای کاهــش میــزان مصــرف مــواد ضدکــف در محلول هــای آمیــن وجــود دارد. ایــن توصیه هــا می توانــد بــه دلیــل کاهــش کارایــی حــذف گازهــای اســیدی توســط محلــول آمیــن در اثــر حضــور مــاده ضدکــف یــا غیــر فعــال شــدن مــواد ضدکــف بــا افزایــش تمرکــز در ســطح باشــد. بنابرایــن بهتــر اسـت کـه بـا تنظیـم شـرایط عملیاتـی در واحـد آمیـن سـعی بـر کاهـش کـف تولیـدی شـود. بـه عبارتـی لازم اســت موثرتریــن عوامــل موجــود بــر کف زایــی ماننــد غلظــت آمیــن، شــدت جریــان گاز و دمــا بــا توجــه بــه شــرایط موجــود به گونــه ای تنظیــم شــوند کــه کمتریــن کــف تولیــد شــود. تحقیقــات محــدودی در ارتبــاط بــا عوامـل موثـر بـر کف زایـی آمیـن صـورت گرفتـه اسـت. از جمله می توان به به بررسی اثر غلظت، اثر دما و فشار اشاره کرد. اســتفاده از ضــد کف هایــی بــا پایــه ســیلیکونی همـواره در صنایـع نفـت و گاز متـداول تـر اسـت. ضـد کــف بــا پایــه الکلــی به دلیــل ســاختار و مــواد تشــکیل دهنــده اش مناســب محلول هــای آبــی می باشــد.

ضد کف ها مواد شیمیایی هستند که برای پیشگیری از ایجاد کف بکار می روند و همچنین کف های ایجاد شده را می شکنند. برای پیشگیری از تولید کف و تمایل به کف کردن به مدار بسته آمین در گردش مواد ضد کف تزریق می شود و گاهی برای واکنش به کف ایجاد شده اقدام به تزریق می گردد و سرانجام مواد ضد کف سرتاسر محلول پخش شده و در برج های احیاء و تماس همراه محلول آمین می چرخد. در بازار هزاران نوع ضد کف مختلف موجود می باشد. البته هر ماده ای که اثرات بی ثبات کنندگی روی کف ایجاد کند ضد کف می باشد و کارایی آن بستگی به خواص شیمیایی محلول، شرایط عملیاتی و عوامل فعال در سطح که سبب کف می شود دارد.
ضد کف ها و مواد ضد تجمع هوای به تله افتاده با ناپایدار کردن کف باعث می شوند، حباب های کف تولید شده به سرعت بترکند و نیز هوای به تله افتاده در محصولات به سرعت خارج شود. حذف کف و خروج هوا از محصولات در برخی موارد ساده و در مواردی نیز به سختی صورت می پذیرد؛ به همین دلیل انتخاب مواد ضد کف مناسب برای فرایند امری ضروری است.

آنتی فوم یا ماده ضد کف یک ماده افزودنی شیمیایی است که باعث جلوگیری از تشکیل فوم و کف در مایعات در فرآیندهای صنعتی می شود. اصطلاح ضد کف و دفومر اغلب بصورت متقابل استفاده می شوند. به طور دقیق ، دفومر کف موجود را از بین می برند و ضد کف ها از تشکیل بیشتر کف جلوگیری می کنند. این ترکیبات معمولا عبارتند از: روغن های نامحلول ، پلی دی متیل سیلوکسان ها و سایر سیلیکون ها ، الکل های خاص ، استئارات ها و گلیکول ها. از این افزودنی ها برای جلوگیری از تشکیل کف استفاده می شود یا برای از بین بردن کفی که قبلاً تشکیل شده است استفاده می شود.

در فرآیندهای صنعتی ، فوم ها مشکلات جدی را ایجاد می کنند. آنها باعث ایجاد نقص در پوشش سطوح می شوند و از پر شدن بهینه ظروف جلوگیری می کنند. انواع فرمول شیمیایی برای جلوگیری از تشکیل کف وجود دارد.

کف به معنای “مایع حباب” نیز به عنوان یک محصول جانبی، اغلب به طور ناخواسته در تولید مواد مختلف تولید می شود. بعنوان مثال، کف مخصوصاً در فرآیندهای بیوشیمیایی یک مشکل جدی در صنایع شیمیایی است. بسیاری از مواد بیولوژیکی، به عنوان مثال پروتئین، به راحتی فوم را با بر هم زدگی و یا هوادهی ایجاد می کنند. فوم یک مشکل است زیرا جریان مایع را تغییر می دهد و انتقال اکسیژن از هوا را مسدود می کند (از این طریق از تنفس میکروبی در فرآیندهای تخمیر هوازی جلوگیری می کند). به همین دلیل، برای جلوگیری از بروز این مشکلات، مواد ضد عفونی کننده مانند روغن های سیلیکون اضافه می شوند. روش های شیمیایی کنترل کف همیشه با توجه به مشکلات (به عنوان مثال آلودگی و کاهش انتقال جرم) مد نظر نیستند چون ممکن است به ویژه در صنایع غذایی و دارویی ایجاد شود، جایی که کیفیت محصول از اهمیت بالایی برخوردار است. به منظور جلوگیری از تشکیل فوم، در چنین مواردی روش های مکانیکی بیشتر از روش های شیمیایی غالب هستند.

عموماً یک آنتی فوم در محیط کف نامحلول است و خاصیت فعال سطحی دارد. یک ویژگی اساسی ضدکف ویسکوزیته کم و امکان گسترش سریع آن روی سطوح فوم است. این ماده به سطح مایع هوا تمایل داردکه در آن لایه های کف را بی ثبات می کند. این باعث پارگی حباب های هوا و شکستن کف سطح می شود. حباب های هوا روی سطح از بین رفته و حباب های بزرگتر با سرعت بیشتری به سطح مایع بالا می آیند.

اولین ضدکف با هدف شکستن کف قابل مشاهده در سطح استفاده شد. نفت سفید ، روغن سوخت و سایر فرآورده های نفتی سبک برای تجزیه کف مورد استفاده قرار گرفتند. روغن های گیاهی نیز برای این منظور استفاده شدند. الکلهای چرب (C7 – C22) آنتی فوم های موثر اما گرانی بودند. آن ها برای افزایش راندمان به محصولات نفتی اضافه شدند. شیر و خامه هم از اولین ضدکف های امولسیونی مدرن بودند. در دهه 1950 ، آزمایش هایی با ضدکف های مبتنی بر سیلیکون آغاز شد. این آزمایش ها بر پایه پلی متیل سیلوکسان (روغن سیلیکون) پراکنده در آب یا روغن سبک انجام شدند. روغن سیلیکون به خوبی عمل می کرد ، اما باعث ایجاد اختلال در سطوح مختلف در برخی موارد مانند رنگ و کاغذسازی می شد. در سال 1963 اولین آنتی فوم ها با ذرات آبگریز (سیلیکای آبگریز) در روغن سبک ثبت اختراع شدند. در اوایل دهه 1970 ، موم های آبگریز مانند اتیلن بی استارامید راکندهدر روغن های معرفی شدند. این نوع دفومر ها بسیار کارآمد بودند ، اما بحران نفت 1973 باعث افزایش قیمت آن ها شد و منجر به فشار برای کاهش محتوای روغن شد. راه حل اضافه کردن آب بود. بنابراین ضدکف های بر پایه آّب به صورت امولسیون آب در روغن و امولسیون روغن در آب ظاهر شدند.

توسعه ضدکف های مبتنی بر سیلیکون با استفاده از امولسیفایرهای مختلف و روغن های اصلاح شده سیلیکون ادامه داشت. در اوایل دهه 1990 میلادی ، ضدکف سیلیکون اصلاح شده، که مشکلات کمتری برای سطح ایجاد می کرد، در صنعت خمیر چوب با موفقیت بسیار خوبی عمل کرد. چراکه باعث شستشوی بهتر ، کاهش مصرف بیولوژیکی اکسیژن در پساب و کاهش رسوبات می شد.

مواد ضد کف در سه دسته طبقه بندی می شوند:
• ضد کف های روغن پایه که شامل روغن های گیاهی و یا نفتی هستند.
• ضد کف های آب پایه که انواع مختلفی از روغن، واکس، صابون اسیدهای چرب و یا استرهای امولسیون شده در آب هستند.
• ضد کف های سیلیکونی که قدرت زیادی در حذف کف ایجاد شده دارند.

ضدکف های روغنی دارای حامل روغن هستند. این روغن ممکن است روغن معدنی ، روغن نباتی ، نفت سفید یا هر روغن دیگری باشد که در محیط کف نامحلول است، به جز روغن سیلیکون. یک آنتی فوم بر پایه روغن همچنین حاوی موم و / یا سیلیس آبگریز برای تقویت عملکرد است. واکس های معمول عبارتند از اتیلن بی استارامید (EBS) ، واکس پارافین ، واکس استر و واکس الکل چرب. این محصولات همچنین ممکن است دارای سورفاکتانت برای بهبود امولسیون و گسترش در محیط کف باشند. این ضدکف ها سنگین هستند و معمولاً در از بین بردن کف سطحی بهترین کارایی را دارند.

ضدکف های پودری در اصل ضدکف روغنی بر روی یک حامل ذرات مانند سیلیس هستند که به محصولات پودری مانند سیمان ، گچ و مواد شوینده اضافه می شوند.

ضدکف های بر پایه آب انواع مختلفی از روغن ها و موم های پراکنده در یک پایه آب هستند. روغن ها اغلب روغن معدنی یا روغن های گیاهی هستند و موم ها الکله ای چرب با زنجیره طولانی ، صابون های اسیدهای چرب یا استرها هستند. این ضدکف ها به عنوان هوازدا بهترین کارایی را دارند.

آنتی فوم یا ضد کف سیلیکونی نوعی افزودنی شیمیایی است که کف ایجاد شده در طی فرآیندی شیمیایی در ساختار مایعات را کاهش می دهد و از شکل گیری آن جلوگیری می کند. معمولا در انجام فرآیندهای شیمیایی کف ها باعث ایجاد مشکلات جدی روی سطح پوشاننده شده مانع از این می شوند که از تمامی گنجایش ظرف حامل ماده، استفاده شود. آنتی فوم در مایع کف، غیرقابل حل است و از ویژگی های اصلی آن، این است که به سهولت و به سرعت روی سطح کف گسترش می یابد. این مواد معمولا به سمت سطح بین آب و هوا حرکت می کنند و کف را از بین می برند که این عمل باعث ترکیدن حباب های هوا و از بین رفتن سطح کف می شود. در واقع هر ماده ای که اثرات بی ثبات کنندگی روی کف ایجاد کند ضد کف می باشد و کارایی آن بستگی به خواص شیمیایی محلول، شرایط عملیاتی و عوامل فعال در سطح که سبب کف می شود دارد. این محصول در آب سرد براحتی بصورت امولسیون در آمده و در درجه حرارتهای بالا پایدار مانده و خواص خود را از دست نمی دهد.

ضدکف بر پایه سیلیکون پلیمرهایی با زنجیر اصلی سیلیکون هستند. و ممکن است به صورت امولسیون روغنی یا بر  پایه آب عرضه شوند. ترکیب سیلیکونی شامل یک سیلیس آبگریز است که در روغن سیلیکون پراکنده شده است. امولسیفایرها اضافه می شوند تا اطمینان حاصل شود که سیلیکون به سرعت و به خوبی در محیط کف پخش می شود. ترکیب سیلیکونی ممکن است حاوی سیلیکون گلیکول و سایر مایعات سیلیکونی اصلاح شده باشد. این ضدکف های سیلیکونی کارایی بالایی داشته و هم در از بین بردن کف سطحی و هم در آزاد کردن هوای فرو رفته به خوبی عمل می کنند. آنتی فوم سیلیکونی همچنین در سیستم های کف بدون آب مانندنفت خام و پالایش نفت مناسب هستند. فلوئوروسیلیکون نیز در بسیاری از موارد کاربرد دارد.شرکت کاریزان شیمی در خدمت صنعت اب می باشد

شکل زیر پلی دی متیل سیکلوکسان که یک ضدکف پرکاربرد است را نشان می دهد: